一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法,將溶劑、1-丁烯、過氧化氫、表面活性劑在裝有催化劑的反應器內,上述物質的質量比為:溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2,在一定條件下進行環(huán)氧化反應生成1,2-環(huán)氧丁烷,所述的反應條件是反應溫度為50-80℃,反應壓力0.4-1.0MPa,反應時間2-4h。本發(fā)明過程簡單,反應條件溫和,對環(huán)境友好,且減小了產物分離的能耗,可用于工業(yè)化生產。
【專利說明】—種1 ’ 2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種1,2_環(huán)氧丁烷的清潔制備方法,特別是涉及一種以碳酸酯類物質為溶劑,一步合成1,2_環(huán)氧丁烷的方法。
【背景技術】
[0002]1,2_環(huán)氧丁烷(BO)是一種重要的有機合成原料,可以用來制備有機合成中間體和高分子聚合物,例如可以生產聚醚多元醇用于制備低泡洗滌劑、消泡劑、脫模劑等;1,2-環(huán)氧丁烷水合反應的產物可以用于制造增塑劑;1,2-環(huán)氧丁烷與環(huán)氧乙烷形成的嵌段共聚物能用于非離子型乳化劑、破乳劑的生產;另外,1,2-環(huán)氧丁烷還是各類氯溶劑的最佳穩(wěn)定劑。
[0003]目前,工業(yè)生產1,2-環(huán)氧丁烷的方法主要有氯醇法和過氧乙酸法。氯醇法生產1,2-環(huán)氧丁烷的主要原料為1-丁烯、氯氣、石灰乳,生產工藝分為三個部分:氯醇化、皂化及精制。氯醇法是制備低碳環(huán)氧化物的傳統(tǒng)方法,雖然該法對原料純度要求不高,但是在生產過程中消耗大量Cl2并產生含有0&(:12和有機氯的廢水,氯醇法由于其嚴重的污染問題而將被逐步淘汰。過氧乙酸法生產1,2-環(huán)氧丁烷的主要原料為1-丁烯和過氧乙酸。該法是在催化劑的作用下,將過氧乙酸中的活潑氧轉移到1-丁烯從而得到1,2_環(huán)氧丁烷。過氧乙酸法與氯醇法相比,優(yōu)點是無三廢污染,蒸汽消耗量小,副產物乙酸可以回收利用,但該法反應體系中含有大量酸,對設備腐蝕嚴重,且對操作要求也較高。
[0004]由此可以看到,現(xiàn)有生產1,2-環(huán)氧丁烷的工藝存在著弊端,在大力提倡綠色化學和原子經濟性的當下,人們迫切需要開發(fā)一種既經濟又環(huán)保的1,2-環(huán)氧丁烷生產方法。
[0005]近幾年來,隨著鈦硅分子篩的應用不斷擴大,以過氧化氫為氧化劑直接環(huán)氧化1-丁烯制備1,2-環(huán)氧丁烷的方法開始得到人們的關注。該方法不僅反應條件溫和,而且對環(huán)境的污染大大減小。專利CN101085763A披露了一種使用低碳醇,優(yōu)選甲醇為溶劑,以過氧化氫為氧化劑,1- 丁烯為原料,鈦硅分子篩為催化劑合成1,2-環(huán)氧丁烷的方法,雖然該法1,2-環(huán)氧丁烷選擇性高,但是其使用大量甲醇作為溶劑,不僅存在安全隱患,而且由于甲醇沸點與產物1,2-環(huán)氧丁烷沸點接近,致使后續(xù)的分離變得困難。
【發(fā)明內容】
[0006]技術問題:本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足,提供一種清潔制備1,2_環(huán)氧丁烷的方法。
[0007]技術方案:本發(fā)明一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法包括:將溶劑、1-丁烯、過氧化氫和表面活性劑加入到裝有催化劑的反應器內,上述物質的質量比為:溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2,進行環(huán)氧化反應生成1,2-環(huán)氧丁烷,反應條件是反應溫度為50-80°C,反應壓力0.4-1.0MPa,反應時間2_4h。
[0008]所述溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。
[0009]所述催化劑為氨水改性的鈦硅分子篩。
[0010]所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、烷基糖苷或聚乙二醇。
[0011]本發(fā)明使用碳酸酯類物質作為溶劑,能很好地避免醇類溶劑沸點低的問題,產物易從體系中分離出來,而且方法簡單,對環(huán)境友好,是一種綠色制備方法。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有的制備1,2-環(huán)氧丁烷的技術相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0013](I)本發(fā)明過程簡單,反應條件溫和,無需高溫高壓,安全系數(shù)高,反應物利用率高,反應副產物主要是H2O2,對環(huán)境友好,對設備腐蝕性極低,無三廢污染。
[0014](2)本發(fā)明使用的溶劑為碳酸酯類物質,能很好地避免醇類溶劑沸點低的問題,減小了產物分離的能耗,可用于工業(yè)化生產。
【具體實施方式】
[0015]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0016]實施例1、將20.0g的碳酸二甲酯、1.0g的1-丁烯、0.5g的過氧化氫、0.08g的十二烷基硫酸鈉和0.5g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中,反應溫度為50°C,反應壓力為
0.4Mpa,反應2.0h后取樣分析,雙氧水轉化率為87.2 %,I,2-環(huán)氧丁烷產物收率為93.3%。
[0017]實施例2、將50.0g的碳酸乙烯酯、10.0g的1- 丁烯、1.0g的過氧化氫、0.15g的烷基糖苷和1.2g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中,反應溫度為60°C,反應壓力為
1.0Mpa,反應3.0h后取樣分析,雙氧水轉化率為88.4%,I,2-環(huán)氧丁烷產物收率為93.9%。
[0018]實施例3、將35.0g的碳酸丙烯酯、5.5g的1- 丁烯、0.75g的過氧化氫、0.12g的聚乙二醇和0.Sg氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中,反應溫度為70°C,反應壓力為0.5Mpa,反應2.5h后取樣分析,雙氧水轉化率為84.6 %,I,2-環(huán)氧丁烷選擇率為89.3 %。
[0019]實施例4、將25.0g的碳酸丙烯酯、1.5g的1-丁烯、0.6g的過氧化氫、0.1Og的烷基糖苷和0.Sg氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中,反應溫度為80°C,反應壓力為0.8Mpa,反應4.0h取樣分析,雙氧水轉化率為85.8 %,I,2-環(huán)氧丁烷選擇率為92.5%。
[0020]實施例5、將45.0g的碳酸丙烯酯、8.5g的1-丁烯、0.9g的過氧化氫、0.13g的十二烷基硫酸鈉和0.9g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中,反應溫度為60°C,反應壓力為0.6Mpa,,反應2.0h后取樣分析,雙氧水轉化率為90.4 %,I,2-環(huán)氧丁烷選擇率為94.8 %。
【權利要求】
1.一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法,其特征在于:將溶劑、1-丁烯、過氧化氫和表面活性劑加入到裝有催化劑的反應器內,上述物質的質量比為:溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2,進行環(huán)氧化反應生成1,2-環(huán)氧丁烷,反應條件是反應溫度為50-80°C,反應壓力0.4-1.0MPa,反應時間2_4h。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法,其特征在于:所述溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法,其特征在于:所述催化劑為氨水改性的鈦硅分子篩。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法,其特征在于:所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、烷基糖苷或聚乙二醇。
【文檔編號】C07D301/12GK104311512SQ201410539894
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】周建成, 王猛, 馬興軍, 李乃旭, 李樹強 申請人:東南大學